随着家庭用电的不断增长和分布式新能源的逐渐引入,家庭用户的购电成本优化问题正受到人们的更多关注,采用家庭能量管理系统正是应对这些问题的有效途径。本文提出了家庭能量管理系统优化调度模型,其充分考虑了家庭用电设备的运行情况、分布式发电系统、储能设备以及EV的充放电情况来对家庭能源结构进行优化,家庭能量管理系统是可以满足电价和家庭用电负荷波动的自我调节系统,希望能够起到降低能耗、保证用户安全用电、节约购电成本、提高电网可靠性和稳定性的目的,主要研究内容如下:(1)介绍了家庭能量管理系统的结构,分析了家庭能量管理系统的优化调度算法,对智能电网和需求响应、智能家居、新能源发电以及储能等相关技术进行讨论阐述,并对家庭能量管理系统中用电设备和能源的优化调度及未来发展方向做了说明和分析。(2)考虑了从电网适时买入电能并结合PV系统发电的基础上,建立了一种新型家庭能量管理系统调度的优化仿真模型。家用电器日常运行状态信息会由用户提前输入给调度系统,同时考虑电网规定的功率约束限制和实时电价,引入整数规划方法和遗传算法建模,此外,将用户满意度也纳入调度模型进行考虑分析。(3)提出基于一种含储能的家用设备的分类方法并给出对应的数学描述,其中对家用设备的分类基本涵盖了家庭的常用设备,在上述设备分类的基础上建立了分时电价条件下的家庭负荷优化调度模型,该模型以家庭购电开支最省与家庭负荷峰谷差最小化为目标,结合多类设备和分布式新能源的协调,并将储能设备和多余电能反向出售给电网也考虑在内。(4)研究计及电动汽车、风力发电装置和储能的家庭能量管理问题,提出了兼顾风能出力、电动汽车充放电功率以及分时电价的能量管理策略,同时,将EV的充放电管理和用户的出行需求考虑在内。在上述条件下,建立以电动汽车充放电功率为优化变量,以经济性最优为控制目标的家庭能量管理模型。所述策略可以较为灵活的利用EV和储能的状态进行充放电操作,并能最大化利用可再生能源发电。